焊接与切割设备的使用和维修(二十九)――IGBT逆变式弧焊机的电路原理

；使用与晷电焊机长期连敬请关注焊接与切割设备的使用和维修十九丁逆变式弧焊机的电路原理何立成都电焊机研究所，成都610051性以及逆变器的电路原理。

7.51081逆变弧焊机7.5.已了特性及其逆变器电路原理7.5.1.1聊丁特性，丁是绝缘栅双极晶体管的代号。

简称绝缘门栅极晶体管。它是将肘0和CTR集成在个芯片上的复合器件。功率MOSFET是单极型电压驱动器件。它具有工作速度快输入阻抗高热稳定性好以及驱动电路简单等特点，但它导通电阻较大，电流容量也较低，而0了8是双极型电流驱动器件，其阻断电压高，载流能力强，但工作速度较慢，驱动电流大控制电路较复杂。这两类器件的缺点限制了它们的发展。目前出现许多新型复合器件，如触03双极复合晶体管，肘03双极复合晶闸管，这些新型电力电子复合器件集合了单极型和双极型器件各自的优点。

181发展较快，这种复合器件属于晶体管类，它既可作为开关用，也可作为放大器件使用。由于它综合了触03瓦丁和01只两者的优点，因而具有良好在，我国已经开发出100630人各种规格108丁逆变弧焊电源，目前在全控型电力电子器件中106丁已在国际上应用得*为广泛。

8丁与触071比较有如下不同点3.犯8丁单管或模块容量比较大。耐压1200，*大容量可达600人，而，耐压1000，*大容量只有30人左右。因而，用于埋弧焊机的弧焊逆变器不必采用多管103了并联，减少了调节工作量。

1.13丁饱和压降比较低，有利于减少管子功率损耗。例如德国生产的BSMGB系列的IGBT，各种规格的饱和压降均为之上旧把由于通道电阻比较大，饱和压降般在34以上，导通管子功率损耗较大，79为6丁与触0，双极型晶体管通态电压特性比较。由可，18丁电流区域内，由于电导调制作用，比触03丁，031的通态温度系数为正。即随着电流通态电压V 3通态电1特性增加和温度上升，其通道电阻增加。这特性对管组的并联非常有利，即并联工作管子中，哪个温度高，通道电阻也增大，使其所通过的电流相对减小。而0丁8则相反，由于它的通态温度系数为负，并联工作的管组中，哪个管子温度上升，通道电阻变小，使其所通过的电流增加。如此演变下去，就可能导致该管子由于电流温度的不断增加而烧坏。

108又是另种特性，在小电流区域内通态温度集电极电流A 1开关特性系数为负值，在大电流区域内为正值，即当电流增大到定值之后温度系数由负变正，对管子并联工作有利。

也开关损耗特性。79，丁的开关损耗比01只小，般约为其1513，但比，5瓦丁大，这与它们的开关时间快慢有关。集电极电流与关断时间关系710.

6.高频特性。710为3种管子在高频开关工集电极电流与关断时间关系。

作时的损耗与逆变频率的关系。由可潭03丁工作在25kHz以下。

性和主要性能指标关系，用75工作说明。

综上所述，108作为焊接电源逆变器开关器件有如下优点。

3.电压驱动，驱动功率小，输入阻抗高。只有当门极偏压超过定值阀值时才出现沟道。般门限电压3为2.55.推荐门驱动电压1215.丁是电压驱动容性输入阻抗器件，输入电容比MOSFET小。0之比是肘03的13，这样降低了对门极驱动电路的要求高的开关速度，般开关时间是同规格，丁尺为30让出以下，了在1030出。*佳工作频率达林顿0丁，有次击穿现象，限制了30入；无次击穿现象；因擎住现象，限制30.

范围是60，20000也美国5公司。

也开通损耗小，饱和压降降低，开关损耗约为双极晶体管的13左右，108的饱和压降较低，标准饱和压降为3，与相同规格的，1相比，通态电阻只，至少小10倍，通态压降，1减少10倍，通态损耗大大减小，7.在额定条件下，饱和压降与温度的关系为1.4倍100冻1约为2倍100.

6.安全工作区宽。1与厘，1相同，没有。，高压安全工作区比双极晶体管宽。

正向压降，3.由于极高的输入阻抗，对静电放电敏感，使用时应尽量防止感应电荷的存在为了防止误动作，门极应加5或更大反向偏置电压。

7.5.1.2丁逆变器电路原理及其逆变主电路。

相380交流电压经全桥整流滤波后，送到IGBT全桥式逆变开关，逆变产生的高频20kHz交流电压经次侧带有中间抽头的功率高频变压器降压，以及整流滤波后送到电弧负载。焊接电压电流电流反馈信号借助莱姆肘电流传感器获得，如目的，在于使开关管承受同样的耐压和电流情况下逆变器有更大的功率输出。全桥式逆变主电路由功率开关管121310814和高频变压器等主要器件组成。004与12乃108兀反向并联，承受负载产生的反向电流以保护开关管。4个缓冲吸收环节的引入是为了避免4个开关管在关断时过高的电压上升速度如出和减少管子的关断损耗。在此电路中，桥式对边上的2只，1如108丁1丁4或1乃是同时导通和关断的，对边上的2对开关管交替通断，相位差为180.当激励脉冲信号轮流驱动814和功率开关管驱动类型电压开关速度也8储存时间无几乎无高压化容易难容易大电流化容易难容易高速化难极容易短路30入宽窄饱和电压极低高低并联工作容易很容易容易其他3夕特性8丁上电压。，电流波形直流弧焊逆变器电流反馈信号的采样方式有多种在交流侧接交流互感器；在直流侧接无感电阻或直流互感器。它们各自有不同的优缺点。而胃1控制的直流弧焊逆变器多是采用电流配用的分流器佴3代替无感电阻，对焊接电流采样。分流器不是无感电阻，得到的反馈信号为毫伏级小于等于75m0，信噪比小。这种取样方式在控制电路与输出主电路之间有公共点，以致千扰增加，般需要通过光电耦合器来隔离电的直接联系，提高反馈系统的稳定性。本例采用莱姆叫电流传感器对焊接电流采样，实现了与输出主电路完全隔离，动态反应快，采样电流与输出电流线性好的反馈控制。

全桥式逆变主电路除了可以输出较大功率开关管耐压要求较低外，与双重正励单端逆变主电路比较，还有结构十分紧凑只需1个高频变压器，而双重单端电路需2个高频变压器，特别有利于采用串联式双单元的模块开关管，占地面积较小，但其高频变压器的次绕组需要中间抽头，制作比较麻烦。此外，在调试中必须严格控制脉冲的占空比脉冲宽度与周期的比例。般其*大占空比采用0.4，否则有可能出现两对边开关管重叠导通，将输入直流电源柯短路而烧坏开关管的现象。这种情况给调试工作增加了难度。

未完待续电焊机杂志增刊出版发行本刊由2004全国焊接学术交流会中优秀文章编辑出版而成，共166页全彩版1.

主要内容包括逆变焊接技术1逆变式焊机技术发展与科学问新型控制法的逆变6仰工艺逆变电源的谐波及控制逆变电源的可靠性提高，02焊接技术波形控制032弧焊电源设计工02焊逆变电源电子电抗的变结构控制C02气体保护焊的应用蜂窝钢梁FCNWC，2工艺，搅拌摩擦焊技术，等离子喷涂过程的微机控制，单电源双丝埋弧自动焊研究，管道特别是西气东输工程中长输管道的手工焊半自动焊全自动焊接技术，FastSHPES钣金展开软件在焊接切割中的应用，国内焊接及切割行业的*新动态标准，以及第18届中国焊接博览会的有关活动和信息等。全刊内容新颖及时实用，适合于焊接与切割设备研发焊接工程技术人员管理人员阅读，可作为高校研究院所焊接技术人员培养的重要参考书籍。

书号132书价15元含邮挂费，1813时，逆变主电路把直流高压设约540转换为20kHz的高频交流电压送到频变压器，经降压整流滤波输出。由于6丁的单管特别是模块控制电流能力强*大可达600人以上，因此电路的每开关臂可以仅用单只61简化了主电路和驱动电路的结构。也就是说，驱动电路的设计只需考虑能激励单只103呢丁所需功率就行，81与，5同属电压控制型，借助贾调制和只取电流负反馈，便可以获恒电流特性，713所。曲线1为恒流特性，曲线2为电弧负载特性。在某只上的电压吻和电流波形力了口